|
广义相对论首获实验证实 参考消息,2007年4月17日 【英国《星期日泰晤士报》4月15日文章】题:太空探测证明爱因斯坦的相对论是正确的 经过90多年以后,科学家认为他们通过实验可能证实了爱因斯坦的广义相对论。 科学家昨天宣布,引力探测器B(GP-B)得出的初步结果表明爱因斯坦的理论是正确的。这项耗资4亿英镑的计划正在进行首批实验以证明爱因斯坦的广义相对论。 尽管研究人员谨慎地说,他们还需要用几个月的时间来确认初步的结果,但是人们认为他们在美国物理学会的年会上宣布的结果意义重大。 GP-B从2004年4月发射以来,一直利用四个极其精确的陀螺仪来测量爱因斯坦理论预测的两种效应。 一种是短程线效应,即地球对时空的扭曲;另一种称为惯性系拖曳效应,即地球在旋转过程中对空间的扭曲。 这两种效应都是爱因斯坦在1905年预测的,但是因为非常小,直到最近才有可能测量它们。 斯坦福大学的物理学家、GP-B计划的主要审查者弗朗西斯·埃弗里特说,陀螺仪的数据证实,爱因斯坦理论预测的短程线效应的误差不到1%。 场沸里特说:"能从这些陀螺仪的倾斜中看到爱因斯坦预测的时空扭曲真是非常有意思。" 但是科学家更感兴趣的惯性系拖曳效应只有短程线效应的170分之一,斯坦福大学的科学家仍在努力从这些太空飞行器发回的大量数据中筛选有关的信息。 GP-B计划的负责人威廉·本切说:"我们估计还要进行大约8个月的详细数据分析。弄清这些数据就像考古学家的挖掘。科学家开始用推土机,然后用铲子,最后用牙签和牙刷清除珍宝中的泥土。我们现在处于用牙刷的阶段。" 爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论是20世纪最重大的成就。狭义相对论解释的是时空如何相联,说明没有任何东西的运动速度超过光速。科学家在粒子加速器中很容易验证这种理论。 但是这给爱因斯坦造成一个问题:怎样解释引力?它看上去像是一种能即刻穿行很长距离的力,但是如果没有什么东西的运动比光快的话,那是不可能的。 爱因斯坦在1916年提出广义相对论,重新把引力定义为星球这类物质造成的扭曲附近空间的"场",而不是力。 然而广义相对论有许多弱点。一个是似乎与量子力学不相容,另一个是无法验证。 这些问题促使研究人员设计了GP-B来验证爱因斯坦的理论是否需要修改或者以另一种理论来取代。人们早在1959年就提出造这种探测器,但是过了40多年才得以实现。 GP-B的核心是迄今为止最精确的陀螺仪。一旦陀螺仪指向某个方向,开始旋转,它应该永远按照这条准线转下去。然而,如果爱因斯坦的理论是对的,那么由近处的地球通过短程线效应和惯性系拖曳效应共同造成的空间扭曲就应该缓慢地使陀螺仪脱离准线。 这种效应非常小。据埃弗里特说,在一年的时间,短程线效应使陀螺仪只偏离了0.0018度。估计惯性系拖曳效应使陀螺仪偏离0.000011度。 小知识:引力探测器B 美国斯坦福大学的3名科学家1959年最早在一个游泳池边萌发了有关"引力探测器B"的想法。1958年成立的美国航天局于1964年正式开始对这一计划进行资助。40多年来,"引力探测器B"命运多舛,因技术、经费等问题多次面临下马的境地,其间用于探测引力对时间的弯曲效应的"引力探测器A"计划早在1976年就得到实施。几十年中,围绕"引力探测器B"共产生了约100篇博士论文。 "引力探厕器B"最终于2004年升空,使几代科学家梦想成真。美国国家科学研完委员会曾认为,如果这项实验成功,它将成为验证物理理论的一个经典实验。如果实验结果不能为爱因斯坦理论提供佐证,那这次实验也将是革命性的,因为那意味着现代物理的基石--广义相对论将被改写。 ※※※※※※ [silin007]是在思想丛林中维护正义(真理)打击邪恶(谬误)的最基本观念与方法及理论的终极总结者[思林终结者] |